宇宙的黑暗之基石
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20世紀30年代,加利福尼亞理工學院的瑞士天文學家弗里茨·茲維基注意到,后髮座星系團的星系運動不遵循牛頓引力定律。
他發現,這些星系運動得太快,根據牛頓運動定律它們應當飛散開來,星系團應當解散。
他想能讓後發星座星系團聚在一起而不是飛散的唯一辦法,是星系團的質量要比望遠鏡看到的大幾百倍。
要麼是牛頓定律在極大的距離時多少有些不正確,要麼是在後發星座星系團中有巨大的看不見的物質將它們聚集在一起這是在歷史上第一次指出,關於宇宙中物質的分布的有些事情是完全錯了。
不幸的是由於以下幾個理由天文學家一致拒絕或忽略了慈維基的先驅工作。
第一,天文學家不願意相信幾個世紀以來在物理學占統治地位的牛頓引力理論會可能出錯。
在天文學中有過這樣的處理危機的先例。
19世紀,在分析天王星的軌道時發現它有些擺動即它少許偏離了牛頓方程的預計。
這樣要麼是牛頓錯了,要麼就是有一顆新的天體引力在吸引天王星。
1846年按照牛頓定律預計的位置在第一次嘗試後發現了海王星。
第二,有一個茲維基的個性和一個天文學家如何對待「外人」的問題。
1933年他和沃爾特·巴德一起杜撰了「超新星」這個詞並正確預計到直徑大約14英里的小中子星是一顆爆炸恆星的最終殘跡。
在當時,這個想法太奇怪了。
1962年,天文學家維拉·魯賓再次發現這個銀河運動問題。
她研究銀河系的旋轉,發現了同樣的情況,她也受到類似的天文學界的輕視。
通常行星離太陽越遠它跑得越慢離得越近它跑得越快,然而,當維拉·魯賓分析我們星系中的藍星時,發現這些恆星以同樣的速率繞星系旋轉,不管它們離開星系中心有多遠,因此違背了牛頓力學的概念。
事實上她發現銀河系旋轉得如此之快按理應該飛散出去。
但是大約100億年來這個星系十分穩定。
為什麼旋轉曲線是平的成了一個秘密。
為保持這個星系不分解,它必須比當前科學家想像的重10倍。
顯然,銀河系90%的質量丟失了!
維拉·魯賓被忽視了,部分原因是因為她是一名婦女。
然而,在她的仔細工作和其他人的工作的影響下,天文學界開始相信丟失質量問題。
到198年為止,魯賓(Rin)和她的同事考察了1個螺旋星系。
這些星系都旋轉得太快根據牛頓定律不能聚在一起。
同一年,荷蘭射電天文學家艾幾乎所有這些星系呈現同樣的反常行為。
這似乎最終使天文學界信服了暗物質的確存在。